卢循本有苟安岭南之心，只是在徐道覆的坚决要求下，才勉强起兵。卢、徐起兵以后，兵分两路，沿湘江、赣江顺流而下，很快就取得了长沙、豫章等地的胜利，尤其是在击败何无忌、刘毅军以后，兵威甚盛。然而，在桑落洲之战后，卢循得知刘裕已回师建康，他又开始犹豫不定，在浔阳滞留数日，大军才决定继续东下建康。即便此时，建康的守备仍非常薄弱，人心不稳，各地响应卢循的也不乏其人，建康城的确是危若累卵。而卢循却没有必胜的决心和勇气，没有趁着刘裕立足未稳，以压倒优势与晋军决战决胜，反而给了东晋朝廷十余日部署的良机，等到卢循随后再发起进攻时，已经难以得手。继而，卢循军的粮道又被庾悦、虞丘进军切断，部队在建康近郊又抢劫不到粮食，士气低落，无奈只好选择放弃强攻建康，退守浔阳，谋求夺占荆州。
退回浔阳的卢循，计划在刘裕反攻之前，夺下荆州，既能避免两面作战，又可以占据上游优势，以此为根据地，再慢慢与东晋朝廷对抗。在苟林失败后，卢循又命令徐道覆率领三万大军再次西上，进攻荆州。徐道覆军突然出现在江陵东南的破冢，当时，鲁宗之已率军返回了襄阳。江陵城内谣言四起，有人说卢循已攻克了建康，派遣徐道覆前来荆州担任荆州刺史，然而，荆州军民都对刘道规烧毁大家的通敌书信十分感激，不再存有二心。
刘道规命令刘遵率领一支游击部队迂回到战场侧翼，亲自率领荆州主力部队在豫章口（江陵东南）迎战徐道覆的军队。两军立即展开激战，荆州前锋失利，眼看就要溃败，就在这时，刘遵的这支奇兵突然从侧翼杀出，拦腰夹击徐道覆所部，正在追赶的徐道覆之军顿时被打得晕头转向，很快就溃败了。此战荆州军队斩杀敌军一万多人，剩余敌人几乎全部投水而死。徐道覆的三万人马全军覆没，他本人乘坐小船仓皇逃往滥口（江西九江）。
卢循企图夺取荆州的第二次努力又失败了。
而此时的刘裕经过三个月的忙碌，已做好了对卢循全面反攻的准备工作，也不再给其继续休整的时间。刘毅多次请求率军追击卢循，刘裕迟疑不决，长史王诞秘密对刘裕说∶“大人平定南燕，再灭掉卢循，将功盖天下，如此大功，岂能与他人分享刘毅与大人一起以百姓之身起事，推举大人为主，不过是权宜之计罢了，如今的刘毅已经蒙受桑落洲惨败，名誉受到损失，就不应再让他立下大功。”刘裕采纳了王诞的建议，命令刘毅作为太尉府总监，全权负责后方事宜。十月十四日，刘裕率领兖州刺史刘藩、宁朔将军檀韶、冠军将军刘敬宣等人率领大军从建康出发，西上进攻卢循。
义熙六年十一月，当王仲德等人听说刘裕大军即将西上的消息，他们决定在刘裕到来之前，对扼守南陵的卢循军范崇民部发起进攻。当时，范崇民所部一百多艘战舰分据长江两岸，天降大雾，刘钟亲自率领部队前往侦察。敌人用长钩将刘钟乘坐的小船钩住，刘钟趁势率领士兵进攻敌舰船门，敌人赶紧将船门关上，刘钟因此撤回。王仲德命令众将一齐向范崇民所部发起进攻，范崇民不敌，败退西撤。晋军追赶一百多里，烧毁了敌人大量战舰。
晋军取得南陵大捷的同时，建威将军孙处、振武将军沈田子这支远征军也经过了三个多月的海上跋涉，于十一月二日来到广州城下。卢循留守在广州的部队根本没有想到晋军会从海上长途奔袭而来，也没有做任何战斗准备。晋军行至广州十余里时，卢循军还未发觉。当时，广州城内尚有数千守军，城池坚固，但正巧当天是大雾天气，孙处下令将己方战舰全部焚毁，全军弃船登岸，从四面全力攻城，经过一天的激战，终于攻陷了广州城。卢循的父亲卢暇、长史孙建之、司马虞梃夫等，坐着小船逃奔始兴。孙处安抚居民，诛杀卢循同党，坚守城池，并命令振武将军沈田子等人率军平定了始兴（广东韶关）、南康（江西赣州）、临贺（广西贺州）、始安（广西桂林）等岭南诸郡。
王仲德等人为刘裕大军扫清了西进的障碍，刘裕大军顺利抵达浔阳以东以北的雷池地区。卢循军自撤离建康后，连续遭到惨败，急于与刘裕展开一场决战，以重振士气，扭转战局，而刘裕则驻军雷池，不急于对卢循发起进攻。卢循扬言将置刘裕雷池军于不顾，率领主力部队迳行东下，再次攻击建康。刘裕深知卢循本意是想决战，但又拿不定卢循的真实意思，担心他真的东下以后，建康出现意外，或者卢循战败，顺流东下进入大海。于是，他提前命令王仲德率领二百战舰东下，驻扎在吉阳，以备不测。
十二月二日，卢循、徐道覆率领数万大军顺流而下，战舰蔽塞江面，一眼望不到尽头。刘裕提前率一支奇兵渡过长江，登上长江南岸山岭，亲自挥舞战旗，敲动战鼓，命令全军出击，与敌决战。右军参军庾乐生的战舰畏敌不进，刘裕下令将其斩首，传首全军，于是，全军将士个个奋勇争先，向敌人杀去。刘裕在军中配备了大量威力巨大的弩箭，一时间，万箭齐发，敌人死伤惨重。就在这时，突然刮起了东北风，将卢循军的战舰都刮到了长江南岸，而早已在南岸埋伏的晋军，提前准备好了各类火器，从山岭上向敌舰投掷火把、火箭。霎时，狼烟四起，烟炎张天，烧毁了大量敌舰，江面上的晋军趁势朝敌人猛攻，卢循大败，狼狈逃回浔阳，晋军一直追杀到傍晚，这才凯旋。
刘裕将王仲德从吉阳召回，命其重新担任前锋，留下孟怀玉驻守雷池，大军随后向浔阳扑来。卢循听说刘裕将强攻浔阳，不敢恋战，打算向豫章南撤。于是，他在左里全力构筑防御工事，切断鄱阳湖的航道，以阻挡晋军南下。
十二月十八日，雷池大战半月以后，晋军被阻挡在左里。刘裕将下令出战时，手持的令旗旗杆却突然折断，令旗也掉到水中，将士们都十分害怕，以为这是一个不祥之兆。刘裕却朗声笑道∶“昔日覆舟山之战时，旗杆也曾经折断过，如今旗杆又断了，肯定能够取得大胜!”于是命令晋军朝敌人的营栅发起猛攻。卢循守军虽作殊死搏战，但依然无法击退晋军的进攻。卢循乘坐一只小船狼狈而逃，被斩杀及投水而死的士兵大约一万多人。战后，刘裕命令兖州刺史刘藩、中军谐议参军孟怀玉率领轻装部队，跟踪追击卢循残余部众，而刘裕则从左里回到建康，晋安帝派遣侍中、黄门侍郎犒劳刘裕。
雷池和左里两次决战，基本上消灭了卢循主力。卢循搜集散兵游勇，尚有数千人之众，他带着这数千人马一路朝广州逃去，徐道覆则退往始兴。刘裕临时指令建威将军褚裕之为广州刺史，朝廷任命其为都督交州广州诸军事、建威将军、领平越中郎将、广州刺史。
第二年即义熙七年（公元411年）一月，刘藩率领孟怀玉等诸将追到岭南。二月五日，孟怀玉所部经过一个月的围攻，终于攻陷了徐道覆固守的始兴，将徐道覆斩杀。卢循一路南撤，路上搜集残兵败将，行至广州，将固守此地的孙处包围了二十多日。当时，沈田子所部已加入刘藩战斗序列，协同刘藩、孟怀玉进攻始兴，听说广州孙处被围的消息，沈田子对刘藩说∶“广州城池虽然坚固，却是敌人的老巢，如今卢循前去围困，也许城内会发生变故。况且，孙处兵力薄弱，难以坚持很久。假使卢循再度占领广州，将恢复元气。下官与孙处患难与共，远渡大海，历经千难万险，才攻克广州，岂能坐视不救?”
四月，沈田子率领本部人马南下增援。孙处看到沈田子的援军到来，不禁大喜，城内守军士气随之大振。沈田子背水列阵，身先士卒，朝卢循军发起进攻，一战将其击溃，杀死敌军一万余人。沈田子与孙处合兵一处，追击卢循残部，又分别在苍梧（广西梧州）、郁林（广西桂平）、宁浦（广西横县），三战三捷，将卢循赶出广州地界。此时，孙处却身染重病，于是，部队停止追击，回到广州，不久，孙处在广州病死。当时，兵荒马乱之后，盗贼四起，沈田子率军四处出击，经过一个多月的战斗，将广州各处盗贼全部平定，等广州刺史褚裕之来到广州以后，沈田子这才率军返回京师。
当初，九真太守李逊发动叛乱，东晋交州刺史杜瑷将其诛杀，杜瑷死后，东晋朝廷即任命其子杜慧度继任交州刺史。此时，朝廷诏书尚未送达，而卢循却已袭占了合浦（广西合浦），向交州（治所龙编）杀来。杜慧度率领交州地方部队在河内东北的石碲击败卢循军，生擒卢循长史孙建之。卢循虽然战败，但仍有三千部众，均是百战余寇，而李逊的儿子李弈、李脱等人也招集当地山民，发动叛乱。卢循得知李奕等人与杜氏有仇，就派出使者请求与李奕等人联合，于是，李奕等人率领五六千当地山民，接受卢循的指挥。
四月二十四日清晨，卢循所部推进到龙编南郊渡口，此时，卢循、李奕之众将近万人，龙编城岌岌可危。而对于卢循而言，也是势在必得，他下令全军攻陷城池后，再吃早饭。杜慧度将家中的财产倾囊拿出，犒赏全军，然后，率军出城与卢循所部交战。杜慧度的弟弟、交趾太守杜慧期，九真太守杜章民率领水陆混合军团，杜慧度则亲自登上舰桥指挥，向卢循战舰发射火箭、投掷火炬，陆军在两岸乱箭夹击，一时间，卢循战舰全部起火，彻底崩溃。卢循中箭，自知难以逃脱，先将妻子和十余个儿子毒死，然后，招来姬妾问道∶“谁能随我而死?”多数人说∶“鸟雀尚且偷生，一起去死，实在很难。”也有的姬妾说∶“大人尚且要死，我岂能苟活?”卢循下令将不愿从死的姬妾全部毒死，自己则投水而死。
杜慧度将其尸体从水中捞出斩首，并斩杀了卢循之父卢暇、卢循的两个儿子、亲属录事参军阮静及中兵参军罗农夫、李脱等人，将全部人头传到建康。东晋朝廷加封杜慧度为龙编县侯，食邑千户。
持续十一年之久的孙恩、卢循之变，就此被平定。